煤矿信息化建设回顾与展望

从煤矿信息化的定义出发,回顾了煤矿信息化建设经历的单机(系统)自动化、综合自动化、矿山物联网、智能矿山、感知矿山等阶段的特征、典型问题及具有代表性的解决方案,指出:单机(系统)自动化矿山仅能够对单一设备或单一系统进行简单控制,属于煤矿信息化建设的初级阶段;综合自动化矿山实现了多系统间的自动化控制,解决了信息孤岛问题,属于煤矿信息化建设的中级阶段;物联网矿山、智能矿山分别实现了人与人、人与物和物与物相联及深度相联,感知矿山实现了矿山信息与状态的认知与知识集成,属于煤矿信息化建设的高级阶段。梳理了煤矿信息化、数字化、虚拟化和智慧化之间的关系,指出:煤矿信息化包括矿山数字化、虚拟化和智慧化的所有内容;物理矿山、数字矿山、虚拟矿山通过物的集成、数据集成和语义集成形成一个完整的闭合体,智慧矿山是该闭合体的核心。分析了目前煤矿信息化建设在感知层、网络层、平台层、应用层存在的主要问题,探讨了煤矿信息化技术的发展趋势:自治设备大量涌现;煤矿透明化与精准控制;边缘计算与云平台协同;智能APP大量涌现。     

论矿山物联网的结构性平台与服务性平台

分析了目前煤矿综合自动化存在的主要问题,提出需采用物联网技术及其平台性来实现矿山物理世界的实时控制、精确管理和科学决策;指出矿山物联网的3层架构决定了矿山物联网是一种开放式平台,且该平台体现为结构性平台和服务性平台;提出矿山物联网的结构性平台应具有开放的感知层平台、开放的主干传输平台以及开放的应用基础平台;根据目前煤矿实际需求,介绍了矿山物联网服务性平台中的分布式监测监控底层服务平台、为第三方提供公共服务的平台、多学科协同工作平台以及云服务平台;最后指出结构性平台可确保服务性平台的有效实施,服务性平台有利于矿山不同专业在同一个公共平台上协同工作,形成一种新的基于物联网的协同工作模式,同时有利于将各种不同的应用服务集成到矿山物联网中,推动矿山安全生产所需服务的专业化发展。     

物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术

指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。     

矿山物联网服务承载平台与矿山购买服务

矿山综合自动化系统由于没有考虑容纳第三方的服务,逐步显露出系统封闭、标准不一、信息应用困难、对矿山技术人员要求高等问题,阻碍了其发展。明确了矿山物联网的本质为服务承载平台,矿山物联网应具有相应的公共服务能力,包括基于位置的服务、基于时间的服务、基于信息的服务、基于云的服务、基于大数据的服务、基于语义的服务等,重点论述了矿山物联网应具备的服务能力和矿山购买服务,指出这些服务能力会随着技术和需求的发展而不断充实与增加,使矿山物联网逐步向智慧矿山迈进。     

信息世界和物理世界的深度融合——浅谈CPS及其应用

信息物理融合系统(CPS)是一种融合了计算、通信与控制的新型复杂嵌入式系统,系统中计算过程和物理过程在开放的环境下持续交互、深度融合与相互作用,一体化的实现开放嵌入式计算、网络化实时通信与远程精确控制等先进功能。本文先介绍了CPS的概念及特性,然后分析CPS的典型应用场景:林业监控、精准农业、智能医疗等领域,在文章的最后部分对CPS的未来进行展望并指出发展方向。     

信息物理融合系统综合安全威胁与防御研究

信息物理融合系统（Cyber-physical system，CPS）是计算单元与物理对象在网络空间中高度集成交互形成的智能系统.信息系统与物理系统的融合在提升系统性能的同时，信息系统的信息安全威胁（Security）与物理系统的工程安全问题（Safety）相互影响，产生了新的综合安全问题，引入严重的安全隐患.本文介绍了CPS的概念与安全现状，给出了CPS综合安全的定义；在对现有安全事件进行分析的基础上，提出了CPS的综合安全威胁模型；从时间关联性和空间关联性的角度，对现有CPS攻击和防御方法进行了分类和总结，并探讨CPS综合安全的研究方向.     

一种面向煤矿的信息物理融合系统模型

信息物理融合系统(CPS)是一种综合感知、计算和管控等功能为一体的多维复杂计算机系统。文中首先介绍了CPS的概念及系统模型;然后针对煤矿安全生产缺乏信息共享和协同控制的情况,构建了具有煤矿生产监测及控制功能的煤矿信息物理融合系统模型,并阐述了该模型信息获取层、数据计算层和协同控制层共三层的体系结构。该模型的构建可以辅助矿井智能化生产和应急决策,有利于煤矿生产向智能化发展。     

浅谈煤矿信息化技术的发展

从网络数据传输、底层子系统数据采集、上层数据处理3方面分析了煤矿信息化技术发展的成果及存在问题,探讨了综合自动化、数字矿山和感知矿山的关系,重点讨论了物联网技术的概念、发展进程及其在煤炭行业的应用。     

CPS技术发展研究

CPS(Cypber-physical-system),即信息物理融合系统,是当今新兴的多学科交叉研究领域之一,被誉为是下一代网络技术发展的方向。信息-物理融合系统描述了一类复杂的系统,这类系统融合了计算机科学、控制科学和通信科学等多门学科。本文主要围绕CPS关键技术,讨论了CPS的基本概念和应用,并通过对CPS与物联网的比较,从实时性和不确定性,以及节点设计等方面系统的分析,综述了CPS的研究现状,讨论了目前存在的问题和需要进一步研究和解决的课题。     

智慧矿山建设的演进及发展趋势

结合各煤矿从综合自动化到智慧矿山的建设经验和教训,对智慧矿山建设进行了综述,强调智慧矿山建设是一个循序渐进的演进过程。从网络平台、数据平台、多专业协同工作平台,以及智慧矿山与新技术、新服务的衔接等方面论述了智慧矿山建设的演进过程及发展趋势,指出:主干网+接入网的异构网架构及扁平化、智能化、资源抽象化是智慧矿山网络平台的重要发展趋势;统一数据平台是智慧矿山发展的基本趋势,而大数据和云计算是统一数据平台应用的发展趋势;多专业协同工作平台带来的一个显著趋势是服务模式的变化,即矿山购买服务。通过上述论点说明了智慧矿山实际上是矿山物联网+承载的服务。随着智慧服务不断加入网络,矿山会越来越智慧,越来越安全,越来越高效。     

物联网、大数据及云计算技术在煤矿安全生产中的应用研究

阐述了物联网、大数据及云计算技术的研究现状,指出3种技术之间的关系,即物联网产生大数据,大数据助力物联网;大数据需要云计算,云计算增值大数据。结合煤矿综合自动化的建设发展历程,研究了3种技术在煤矿安全生产保障中的作用和地位,提出了3种技术在煤矿生产安全保障中的关系:物联网是煤矿各个子系统建设的技术框架和路线图,大数据是矿山物联网建设的产物,云计算则是对大数据处理利用的技术手段,并指出基于物联网、大数据及云计算技术的煤矿安全生产监测监控系统将是主动式、多参数融合、具备预警功能的监测监控系统,可有效提升煤矿安全生产水平。     

我国煤矿自动化现状及发展趋势

根据先进的煤矿自动化产品的特点,分析了我国煤矿自动化产品存在的问题,指出了建立具有统一网络平台的煤矿综合自动化系统是我国煤矿自动化与信息化的发展趋势;介绍了我国煤矿综合自动化系统的现有基础及其在建设中主要涉及的方面,给出了基于工业以太网和基于现场总线的煤矿综合自动化系统的网络平台结构及特点,以及实施煤矿综合自动化系统需要注意的问题。     

煤矿物联网应用水平评估

依据物联网标准体系,构建了煤矿物联网应用水平的评价指标体系,利用模糊综合评价方法给出了煤矿物联网应用水准指标体系评价模型;以某煤矿物联网建设情况为例,对评价模型进行了验证分析。分析结果表明,该评价模型能客观地反映出煤矿物联网建设的现实情况和不足之处,可为煤炭企业制定物联网发展战略提供参考。     

浅谈机器视觉技术在煤矿中的应用前景

煤炭开采过程的机械化、自动化和信息化是煤矿安全高效运行的必由之路,机器视觉技术是煤炭生产自动化和信息化以及矿井数字化和可视化的重要组成部分。文章介绍了机器视觉的概念和特点,论述了机器视觉技术用于煤矿的现实意义,指出了这一技术在煤炭行业的应用前景,并分析了机器视觉技术应用于煤矿井下时需要解决的问题。     

南方煤矿综合自动化系统的研究

针对南方煤矿矿井地域分布范围广、数量多、单井规模小、环境复杂,管理模式多是采用公司-矿井-井下3层结构的特点,研制了适合南方煤矿的综合自动化系统,重点介绍了系统技术体系结构、系统功能以及软件开发采用的集成技术。该系统利用OPC接口技术解决了硬件设备间互联和互访问题,利用XML中间件解决了异构数据库中数据信息的访问和统一接口问题。实际应用表明,该系统提高了企业生产效率,降低了安全隐患,节约了生产成本。     

物联网环境下煤矿安全监控系统体系架构研究

分析了传统煤矿安全监控系统存在的问题,探讨了物联网环境下的煤矿安全监控系统的结构、性能、工作原理、分层架构及关键技术,并详细阐述了系统主要部件的变化及逻辑分站的概念和意义,指出要真正实现煤矿安全监控系统的物联网化,还需要解决规程和标准、传感器的低功耗等问题。     

工业以太网在全矿井综合自动化系统中的应用

阐述了全矿井综合自动化系统在煤矿应用的必要性,介绍了全矿井综合自动化系统的三层体系结构及工业以太网在全矿井综合自动化系统中的应用。     

三山岛金矿综合自动化集成平台系统开发与应用

针对山东黄金集团有限公司三山岛金矿已建成的各个自动化系统之间互相独立,信息无法关联和共享,不能为矿山生产协调提供支持,本文设计了综合自动化集成平台系统结构,以WSP作为开发软件进行系统开发和实施。该集成平台系统集成了矿山主要生产自动化系统,并将自动化子系统进行有机整合,提供统一的工作平台和数据仓库,实现各个子系统之间的协调和关联,为矿山生产调度的统一管理和决策提供有力支持,并为矿级上层管理系统提供信息源。